中国基因网

中国基因网您的位置：首页 >行业资讯 >

新研究揭示了鸟类和哺乳动物DNA进化的隐藏动态

2019-01-03 16:01:42 • 来源：

进化通常被认为是基因组的逐步重塑，是构建生物体的基因蓝图。但在某些情况下，将其称为大修可能更合适。犹他大学医学院的科学家们报告说，在过去的1亿年中，人类血统已经失去了五分之一的DNA，而更多的DNA被添加了。到目前为止，我们的基因组已经扩大和收缩的程度被低估了，并且在进化时间内它的相对恒定的大小掩盖了它。

新研究揭示了鸟类和哺乳动物DNA进化的隐藏动态

人类不是唯一具有弹性基因组的人。从蜂鸟到蝙蝠到大象的虚拟动物园 - 一个充满动物的新面貌表明，大多数脊椎动物基因组具有相同的手风琴状态。该研究的资深作者，人类遗传学教授CédricFeschotte博士说：“我根本没想到这一点。” “由于获得和损失之间的显着平衡，这些基因组的动态性质仍然隐藏着。”

以前的研究表明，不同种类的昆虫或植物的基因组大小差异很大，这是一个波动的迹象。这项调查是第一次比较各种温血脊椎动物，10种哺乳动物和24种鸟类。该研究于2月6日在线出现在美国国家科学院院刊(PNAS)上。

修剪起飞

当进化重演时，通常有一个很好的理由。对于大多数脊椎动物而言，为什么基因组缺失和附加物通常是相辅相成的并不是很明显。然而，对于飞行动物，可能有一个线索。

Feschotte五年前开始涉足该领域，此前他的研究发现了一个悖论。他的小组和其他人发现，蝙蝠的基因组中散落着一小块DNA，称为转座子，它们在飞行的哺乳动物的遗传物质中侵入并复制了自己。特别是，这种大规模的转座子扩增使一种称为微生物的物种的基因组扩大了460兆碱基，比河豚更多的遗传物质。然而，与其他哺乳动物相比，蝙蝠基因组的总体大小仍然相对较小，这表明虽然转座子添加了新的DNA，但旧的DNA必须以某种方式被移除。

“这些数据提出了一个问题：旧的DNA去了哪里?” 费斯乔特说。他推断，为了保持基因组的整齐，这些动物必须善于抛弃DNA。

为了检验这个假设，他的团队需要量化那些不存在的东西，DNA在许多千年中丢失的数量。Feschotte和该研究的主要作者，人类遗传学研究助理AurélieKapusta博士开发了通过比较当前动物的基因组大小与其共同祖先的基因组大小来推断消失的DNA数量的方法。

正如他们所怀疑的那样，微生物随着时间的推移失去了更多的DNA - 是其与哺乳动物祖先分歧后获得的DNA的三倍。这个蝙蝠的堂兄，兆鸟，甚至更多地削弱了它的基因组，失去了比增加的八倍。

该研究结果是哺乳动物基因组比以前认为更具动态的第一个线索。但更重要的是，数据很好地符合科学家们已经开玩笑一段时间的想法。飞行的动物具有较小的基因组。一个原因可能是动力飞行的代谢成本对基因组大小施加了限制。

事实上，扩大调查范围以包括蝙蝠的天空同胞：啄木鸟，白鹭，蜂鸟和其他鸟类，表明两种飞行哺乳动物的基因组动力更像鸟类的动物，而不是陆地哺乳动物。虽然大多数哺乳动物趋向于在深度进化时间内获得和丢失的DNA量之间的平衡，但是蝙蝠在同一时间框架内倾向于脱落DNA。

在物种间观察到的基因组动态差异的生物学因素可能很复杂，有待探索。但Feschotte表示，精简基因组内容是否允许飞行动物起飞是一项值得研究的有趣建议。

“如果你看一下基因组的一小部分，或者只看一个时间点，你就不会看到整个基因组景观如何随着时间的推移发生变化，”卡波斯塔说。“当你退后一步看看更全面的画面时，你可以看到更多。”这项工作得到了美国国立卫生研究院的支持，并将于2017年2月6日在PNAS上发表“鸟类和哺乳动物的基因组大小进化动力学” 。

郑重声明：本文版权归原作者所有，转载文章仅为传播更多信息之目的，如有侵权行为，请第一时间联系我们修改或删除，多谢。

推荐内容